(57)【要約】【課題】  治具加工時に歪が発生するのを抑制することができて、高い面精度を保有させることができるとともに、加工が簡単で容易かつ短時間に製作することができる配線基板用治具を提供する。【解決手段】  配線基板２０に対してリフローはんだ付けにより部品２２を実装するために用いられる配線基板用治具１１を、ベース板１２と、そのベース板１２上に固定用粘着層１３を介して固定された支持板１４とから構成する。支持板１４には切断加工により開口部１７を透設し、その開口部１７内または支持板１４上には配線基板２０を接合保持するための保持用粘着層１８を設ける。開口部１７内には配線基板２０の裏面の突部２１を収容するための凹部１９を設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板に対してリフローはんだ付けにより部品を実装するために用いられる配線基板用治具であって、
ベース板と、そのベース板上に固定され、切断加工により開口部を透設した支持板とを備え、その開口部内または支持板上の少なくとも一方には配線基板を接合保持するための粘着層を設けたことを特徴とする配線基板用治具。
【請求項２】
前記開口部が配線基板の裏面の突部を収容するための凹部を形成することを特徴とする請求項１に記載の配線基板用治具。
【請求項３】
前記ベース板と支持板との間にそれらの位置決めを行うための位置決め手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板用治具。
【請求項４】
前記支持板をベース板の上面に粘着層を介して保持したことを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載の配線基板用治具。
【請求項５】
前記ベース板にエア抜き孔を透設したことを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項に記載の配線基板用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、配線基板に対してリフローはんだ付けにより部品を実装する場合に用いられる配線基板用治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、フレキシブル配線基板や薄板配線基板等の表面に対してリフローはんだ付けにより部品を実装する生産工程では、配線基板上にペースト状のはんだを印刷して部品を実装した後、配線基板を熱風噴射等により加熱して、はんだを溶融させた後に固化させている。
【０００３】
この場合、配線基板が前記の熱風加熱により反りや捩れを生じて、加工精度の低下や生産効率の低下を招くおそれがあった。このような不具合を防止するために、従来では例えば図６〜図１０に示すような構成の配線基板用治具、あるいは特許文献１に開示されるような構成の配線基板用治具に配線基板を保持した状態で、リフローはんだ付けによる部品の実装を行うことが提案されている。
【０００４】
すなわち、図６及び図７（ａ），（ｂ）に示す配線基板用治具３１Ａにおいては、ガラスクロス入りエポキシ板あるいはアルミニウム等の金属板よりなるベース板３２の上面に、エラストマー等の弱粘着層３３が設けられている。また、ベース板３２の上面の所定箇所には、フライス等の機械加工により凹部３４が切削形成されている。そして、配線基板３５を配線基板用治具３１Ａ上に載置することにより、その配線基板３５が弱粘着層３３を介して剥離可能に接合保持されるようになっている。このとき、配線基板３５上への部品３６の実装箇所に対応して、配線基板３５の裏面に設けられた補強板等の突部３７が、ベース板３２上の凹部３４内に配置されるようになっている。
【０００５】
また、図８及び図９（ａ），（ｂ）に示す配線基板用治具３１Ｂにおいては、ベース板３２の上面に対してフライス等の機械加工により、凹部３４及び凹状の収容部３８が形成されている。そして、このベース板３２上の収容部３８内に、配線基板３５を接合保持するための弱粘着層３３が設けられている。
【０００６】
さらに、図１０（ａ），（ｂ）に示す配線基板用治具３１Ｃにおいては、前記配線基板用治具３１Ｂと同様に、ベース板３２の上面に対してフライス等の機械加工により、凹部３４及び収容部３８が形成されている。そして、このベース板３２上の収容部３８及び凹部３４内の双方に、配線基板３５を接合保持するための弱粘着層３３がそれぞれ設けられている。
【０００７】
さらに、特許文献１に開示された配線基板用治具においては、配線基板位置決め用の第１治具と、その第１治具上に接離可能に配置された配線基板保持用の第２治具とから構成されている。第１治具の上面には第２治具の孔を通して上方に突出可能な複数の位置決めピンが突設され、これらの位置決めピンに配線基板の位置決め孔を挿通させることにより、配線基板が第２治具上の所定位置に位置決めされる。第２治具の上面には複数の凹状の収容部が形成され、それらの収容部には配線基板を接合保持するための粘着層が設けられている。
【０００８】
そして、第１治具と第２治具とを重合配置した状態で、第２治具上に配線基板を載置して、位置決めピンにより配線基板を第２治具上の所定位置に位置決めするとともに、粘着層により配線基板を第２治具に接合保持する。その後、第１治具を第２治具から取り外して、配線基板を第２治具に保持された状態で、部品の実装工程へ搬入するようになっている。
【特許文献１】特開２００４−１２８２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、前述した従来の配線基板用治具では、いずれの構成においても、配線基板の下面の突部を収容配置するための凹部や、粘着層を設けるための凹状の収容部が必要である。そして、これらの凹部は、ベース板の上面に対してフライス等の刃物による機械加工により切削形成される。
【００１０】
このため、切削加工にともなう機械的な圧力により、ベース板に歪が発生しやすくて、面精度の高い配線基板用治具を得ることができないとともに、この治具の加工が面倒で時間がかかるという問題があった。特に、大きな歪が発生した場合には、機械加工後に高温アニール処理等によりベース板を矯正する必要があって、製作時間が大幅に長くなるものであった。
【００１１】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、治具加工時に歪が発生するのを抑制することができて、高い面精度を保有させることができるとともに、加工が簡単で容易かつ短時間に製作することができる配線基板用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、配線基板に対してリフローはんだ付けにより部品を実装するために用いられる配線基板用治具であって、ベース板と、そのベース板上に固定され、切断加工により開口部を透設した支持板とを備え、その開口部内または支持板上の少なくとも一方には配線基板を接合保持するための粘着層を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記開口部が配線基板の裏面の突部を収容するための凹部を形成することを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記ベース板と支持板との間にそれらの位置決めを行うための位置決め手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３請求項のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記支持板をベース板の上面に粘着層を介して保持したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４請求項のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記ベース板にエア抜き孔を透設したことを特徴とするものである。
（作用）
請求項１に記載の発明においては、ベース板と支持板とに分割構成され、支持板に開口部が透設される。従って、前記開口部は、レーザ加工等により切断形成できるため、支持板に大きな加工圧力が作用することはなく、加工時に歪が発生するのを抑制することができて、面精度の高い配線基板用治具を製作することができる。また、フライス等による切削加工を必要としないため、加工が簡単であるとともに、例えば、複数の支持板を重合した状態で、それらの支持板に対してレーザ加工等により開口部を同時に切断加工することもできて、製作時間を大幅に短縮することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明においては、支持板の開口部内に設けられた凹部に配線基板の裏面の突部が収容配置されることにより、配線基板を配線基板用治具上に密接状態で接合保持することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明においては、ベース板と支持板とを所定位置に位置決めした状態で組み付けることができる。
請求項４に記載の発明においては、支持板をベース板の上面に粘着層を介して容易に接合保持することができる。また、この粘着層として粘着力の弱い弱粘着層を設けた場合には、ベース板上に開口部の異なった支持板を脱着交換することにより、ベース板若しくは支持板を繰り返し使用することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明においては、配線基板用治具上に配線基板を接合保持した状態で、配線基板上に部品を実装した後、配線基板を配線基板用治具上から剥離する場合、エア抜き孔から配線基板と配線基板用治具との間にエアが流入して、剥離作業を容易に行うことができる。この場合、ベース板の下方からエア抜き孔にエアを吹き付ければ、配線基板に配線基板用治具からの浮力が作用して、剥離作業を一層容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、この発明によれば、治具加工時に歪が発生するのを抑制することができて、高い面精度の配線基板用治具を提供することができる。また、治具加工が簡単で容易かつ短時間に製作することができて、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下に、この発明の第１実施形態を、図１〜図３に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、この実施形態の配線基板用治具１１においては、ベース板１２と、そのベース板１２上に固定用粘着層１３を介して接合固定された支持板１４とから構成されている。
【００２１】
前記ベース板１２は、ガラスクロス入りエポキシ板、あるいはステンレス鋼、圧延鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属板により、例えば１．０ｍｍ程度の所定厚さの平板状に形成されている。支持板１４は、ステンレス鋼、圧延鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属板により、例えば０．５ｍｍ程度の所定厚さの平板状に形成されている。
【００２２】
前記固定用粘着層１３は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のエラストマーにより、例えば０．２ｍｍ程度の所定厚さに形成された粘着力の弱い弱粘着層からなり、シラン化合物系の接着剤等を使用してベース板１２の上面に接着されている。
【００２３】
前記ベース板１２の上面四隅には、位置決め手段を構成する複数の位置決めピン１５が突設されている。支持板１４には、レーザカッタ、ウォータジェットカッタ、ワイヤカッタ等のうちの適当な切断機械を用いた切断加工により、位置決め手段を構成する複数の位置決め孔１６及び複数の開口部１７が透設されている。そして、各位置決めピン１５と位置決め孔１６との係合により、支持板１４をベース板１２上に位置決め配置した状態で、プレスで圧着することにより、両板１２，１４が固定用粘着層１３を介して密着状態で剥離可能に接合固定されている。
【００２４】
前記支持板１４の各開口部１７内の両端部には、支持板１４上に配線基板２０を接合保持するための保持用粘着層１８が設けられている。この保持用粘着層１８は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のエラストマーよりなる粘着力の弱い弱粘着層で構成され、シリコーン系強粘着剤等よりなる両面テープ（図示しない）を介して開口部１７内に接着固定されている。各開口部１７内の保持用粘着層１８間には、配線基板２０の裏面に設けられた補強板等の突部２１を収容配置するための凹部１９が形成されている。なお、図１及び図２等の図面においては、前記位置決めピン１５の高さ（長さ）がベース板１２，支持板１４，保持用粘着層１８よりなる治具１１の厚さを越えている。
【００２５】
次に、前記のような構成の配線基板用治具１１の製造方法について説明する。
さて、この製造時には、まず図３（ａ）に示すように、支持板１４に対してレーザカッタ、ウォータジェットカッタ、ワイヤカッタ等の所要の切断機械による切断加工により、複数の位置決め孔１６及び複数の開口部１７を透設する。一方、図３（ｂ）に示すように、ベース板１２の上面に固定用粘着層１３を接着固定するとともに、上面四隅に位置決めピン１５を突設する。この位置決めピン１５は、図２に示すように、ベース板１２に形成した孔１２ａに圧入される。
【００２６】
続いて、図３（ｃ）に示すように、支持板１４をベース板１２上に重合させて、各位置決めピン１５と位置決め孔１６との係合により、両板１２，１４を所定位置に位置決めする。そして、この状態で両板１２，１４をプレスにて圧着することにより、固定用粘着層１３を介して両板１２，１４を密着状態で接合固定する。その後、図３（ｄ）に示すように、支持板１４の各開口部１７内の両端部に保持用粘着層１８を接着固定して、その保持用粘着層１８間に凹部１９を形成すれば、配線基板用治具１１の製造が完了する。
【００２７】
このように、配線基板用治具１１をベース板１２と支持板１４とに分割して構成し、支持板１４に対してレーザ等の切断加工により開口部１７を透設しているので、支持板１４に対して過大な加工圧力が作用することはなく、加工時に歪が発生するのを抑制することができて、面精度の高い配線基板用治具１１を製作することができる。また、フライス等の切削加工を行わないため、製作を容易かつ短時間に行うことができる。さらに、複数の支持板１４を重合した状態で、それらの支持板１４に開口部１７を同時に切断加工することもできて、製作時間を大幅に短縮することができる。
【００２８】
次に、前記のように構成された配線基板用治具１１を使用して、配線基板２０上に部品を実装する場合の方法について説明する。
さて、この部品の実装時には、図１及び図２に示すように、配線基板用治具１１上の複数の開口部１７に配線基板２０を載置すると、それらの配線基板２０が保持用粘着層１８により配線基板用治具１１上に接合保持される。このとき、配線基板２０の裏面に突出した補強板等の突部２１が開口部１７内の凹部１９に収容配置されるため、配線基板２０を配線基板用治具１１上に密接状態で接合保持することができる。
【００２９】
そして、このように配線基板用治具１１上に配線基板２０を保持した状態で、配線基板２０を部品２２の実装工程に搬入すると、図２に鎖線で示すように、配線基板２０の表面の所定箇所にペースト状のはんだ２３が印刷されるとともに、そのはんだ２３の印刷部に部品２２が実装される。その後、配線基板２０が熱風噴射等により加熱されて、はんだ２３が溶融された後に冷却固化され、部品２２が配線基板２０上に固定される。この場合、配線基板２０が配線基板用治具１１上に接合保持された状態にあるため、加熱に伴って配線基板２０に反りや捩れが生じることを抑止できる。従って、配線基板２０に反りや捩れが生じて、加工精度の低下や生産効率の低下を招くのを防止することができる。
【００３０】
また、この配線基板用治具１１では、ベース板１２と支持板１４とが粘着力の弱い固定用粘着層１３を介して剥離可能に接合固定されている。このため、前記部品２２の実装工程において、配線基板２０が異なった構成のものに変更された場合には、ベース板１２上に開口部１７の形状，大きさ，数等が異なった支持板１４を脱着交換することにより、ベース板１２若しくは支持板１４を繰り返し使用することができ、少量多品種生産への対応が容易である。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
さて、この第２実施形態の配線基板用治具１１においては、図４に示すように、支持板１４の上面に配線基板２０を接合保持するための保持用粘着層１８が設けられている。また、支持板１４には複数の開口部１７が透設され、これらの開口部１７により配線基板２０の裏面に突設された複数の補強板等の突部２１を収容配置するための凹部１９が形成されている。また、配線基板２０には複数の位置決め孔２５が形成され、これらの位置決め孔２５を配線基板用治具１１上の位置決めピン１５に係合させることにより、配線基板２０が配線基板用治具１１上の所定位置に位置決めされるようになっている。
【００３２】
従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態の場合と同様に、治具加工時に歪が発生するのを抑制することができて、高い面精度の配線基板用治具１１を得ることができる。また、加工が簡単で容易かつ短時間に製作することができて、生産性を向上させることができる。
【００３３】
（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
さて、この第３実施形態の配線基板用治具１１においては、図５に示すように、ベース板１２上に複数の支持板１４が接着剤、（固定用粘着層１３若しくは保持用粘着層１８と同種の）粘着層、粘着剤等にて積層固定した状態で、固定用粘着層１３を介して接合固定されている。そして、支持板１４の開口部１７内の保持用粘着層１８間には、複数の支持板１４の厚さに相当する深さの凹部１９が形成され、配線基板２０の裏面に大きく突出した突部２１を収容配置できるようになっている。
【００３４】
従って、この第３実施形態においては、前記各実施形態における効果と同様の効果のほかに、配線基板２０の裏面からの突部２１の突出量が変化した場合に、支持板１４の積層枚数を変更することにより、その突出量の変化に容易に対応することができる。
【００３５】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  前記各実施形態において、図２に鎖線で示すように、各凹部１９に対応してベース板１２にエア抜き孔２６を形成すること。
【００３６】
このように構成した場合には、配線基板用治具１１上に配線基板２０を接合保持した状態で、配線基板２０上に部品２２を実装した後、配線基板２０を配線基板用治具１１上から剥離する際に、エア抜き孔２６から配線基板２０と配線基板用治具１１との間にエアが流入する。このため、配線基板２０の剥離作業を容易に行うことができる。また、この配線基板２０の剥離作業時に、ベース板１２の下方からエア抜き孔２６を介して配線基板２０にエアを積極的に吹き付けるように構成すれば、配線基板２０に配線基板用治具１１からの浮力が作用して、剥離作業を一層容易に行うことができる。
【００３７】
・  前記各実施形態において、固定用粘着層１３をベース板１２の上面に対して、シリコーン系粘着剤等よりなるシリコーン系両面テープ、フッ素系両面テープ、ゴム系両面テープ、シリコーン系接着剤、フッ素系接着剤、ゴム系接着剤等の接着手段を用いて強固に貼り付けること。
【００３８】
・  前記各実施形態において、ベース板１２上に固定用粘着層１３を介して支持板１４を接合固定する際に、配線基板用治具１１の使用に邪魔にならない部分にクリップや締め付けネジを設けて、そのクリップ等により、両板１２，１４を密着させるように構成すること。
【００３９】
・  前記各実施形態において、ベース板１２上に接着剤等を介して支持板１４を剥離不能に接合固定すること。
このように構成した場合には、ベース板１２を繰り返し使用することができなくなるが、ベース板１２と支持板１４とを密着状態で強固に固定することができる。
【００４０】
・  位置決め手段を構成する位置決めピン１５の上端が支持板１４の上面から突出しないように、位置決めピン１５のベース板１２のからの突出高さを支持板１４の高さより低くすること。
【００４１】
・  固定用粘着層１３をベース板１２の上面に対し必要な箇所に部分的に設けること。
・  位置決め手段を構成する位置決めピン１５を治具１１の平面部より突出させ、ベース板１２の裏面に位置決めピン１５に対応した凹部を設けること。このようにすれば、位置決めピン１５を別の治具１１の凹部の内上面に当てることにより、複数の治具１１を相互間隔をおいて重ねることができ、スペース効率が向上する。この場合、位置決めピン１５を先細り形状にすることにより、位置決めピン１５に対して凹部を当てやすくすることができる。
【００４２】
・  支持板１４の開口部１７を配線基板２０の裏面の突部２１を収容する部位以外の部位にも設け、その突部２１を収容する部位以外の部位の開口部１７内に、配線基板２０を接合保持するための保持用粘着層１８を設けること。このようにすれば、突部２１を収容する部位の開口部１７内に保持用粘着層１８を設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態の配線基板用治具に配線基板をセットする状態を示す斜視図。
【図２】図１の一部を拡大して示す部分断面図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、図１の配線基板用治具の製造方法を順に示す部分断面図。
【図４】第２実施形態の配線基板用治具に配線基板をセットする状態を示す部分断面図。
【図５】第３実施形態の配線基板用治具に配線基板をセットする状態を示す部分断面図。
【図６】従来の配線基板用治具に配線基板をセットする状態を示す部分断面図。
【図７】（ａ）（ｂ）は、図６の配線基板用治具の製造方法を順に示す部分断面図。
【図８】従来の別構造の構成配線基板用治具に配線基板をセットする状態を示す部分断面図。
【図９】（ａ）（ｂ）は、図８の配線基板用治具の製造方法を順に示す部分断面図。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、従来のさらに別構造の配線基板用治具の製造方法を順に示す部分断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１１…配線基板用治具、１２…ベース板、１２ａ…孔、１３…固定用粘着層、１４…支持板、１５…位置決め手段を構成する位置決めピン、１６…位置決め手段を構成する位置決め孔、１７…開口部、１８…保持用粘着層、１９…凹部、２０…配線基板、２１…突部、２２…部品、２３…はんだ、２６…エア抜き孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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